静定梁j静定平面刚架受力分析1资料
合集下载
第三章静定平面刚架讲解
A C
x
L
B 斜梁的反力与相应简支 梁的反力相同。
（2）内力 求斜梁的任意截面C的内力，取隔离体AC：
a
相应简支梁C点的内力为：
FP1 A
FYA
x
MC FNC C
FQC
MC0
=
FY
0 A
x
FP1 (x
a)
FQ0C = FY A FP1 FN0C = 0
Fp1 M0
C
斜梁C点的内力为：
MC = FYA x FP1 (x a) = MC0
F0 YA
F0 QC
FQC = (FYA FP1)Cos = FQ0CCos
FNC = (FYA FP1)Sin = FQ0CSin
结论：斜梁任意点的弯矩与水平梁相应点相同， 剪力和轴力等于水平梁相应点的剪力在沿斜梁 切口及轴线上的投影。
例：求图示斜梁的内力图。
q
A
L
解：a、求反力
B
XA =0
FNDC=8k0N
A
MDC=24kN.m（下拉）
FQDB=8kN D FNDB=6kN
MDB=16kN.m（右拉）
8kN
B
6kN C 6kN
2m
8kN
B24kN.m
6kN
4m
6kN
－6kN 8kN
∑Fx = 8－8 = 0 ∑Fy = －6－（－6） = 0
16kN.m 6kN
∑M = 24－8 － 16 = 0
Fx = 0 : FNCE = 0 .45 kN
校核 Fy= (3.13+0.45)sin +(1.793.58)cos
= 3.58 1.79×2 = 0
第三章3静定结构受力分析(平面刚架)
三. 刚架指定截面内力计算
四.刚架的内力分析及内力图的绘制
①分段：根据荷载不连续点、结点分段。 ②定形：根据每段内的荷载情况，定出内力图的形状。 ③求值：由截面法或内力算式，求出各控制截面的内力值。
④画图：画M图时，将两端弯矩竖标画在受拉侧，连以直 线，再叠加上横向荷载产生的简支梁的弯矩图。Q，N 图要标
方法:切断两个刚片之间的约束,取一个刚片为隔离体,假定 约束力的方向,由隔离体的平衡建立三个平衡方程.
例1: 求图示刚架的支座反力
C
B
C
B
l
2
YB
P
lP
A
l
2
A X A YA
解:
Fx 0, X A P 0, X A P()
MA
0, P
l 2
YB
l
0,YB
P 2
()
Fy
0,YA
YB
0,YA
另外，根据这些关系，常可不经计算直观检查 M 图的轮廓是否正确。 ①M图与荷载情况不符。 ②M图与结点性质、约束情况不符。 ③作用在结点上的各杆端弯矩及结点集中力偶不满足平衡条件。
内力图形状特征
Q图 M图
1.无何载区段 2.均布荷载区段 3.集中力作用处
平行轴线
↓↓↓↓↓↓
＋ －
发生突变
＋P －
斜直线
2m
8kN
B24kN.m
6kN
4m
6kN
0
－6kN
∑X = 8－8 = 0
8kN
∑Y = －6－（－6） = 0
16kN.m 6kN
∑M = 24－8 － 16 = 0
作内力图
8kN
QDA=8kN NDA=0 MDA=8kN.m（左拉）
四.刚架的内力分析及内力图的绘制
①分段：根据荷载不连续点、结点分段。 ②定形：根据每段内的荷载情况，定出内力图的形状。 ③求值：由截面法或内力算式，求出各控制截面的内力值。
④画图：画M图时，将两端弯矩竖标画在受拉侧，连以直 线，再叠加上横向荷载产生的简支梁的弯矩图。Q，N 图要标
方法:切断两个刚片之间的约束,取一个刚片为隔离体,假定 约束力的方向,由隔离体的平衡建立三个平衡方程.
例1: 求图示刚架的支座反力
C
B
C
B
l
2
YB
P
lP
A
l
2
A X A YA
解:
Fx 0, X A P 0, X A P()
MA
0, P
l 2
YB
l
0,YB
P 2
()
Fy
0,YA
YB
0,YA
另外，根据这些关系，常可不经计算直观检查 M 图的轮廓是否正确。 ①M图与荷载情况不符。 ②M图与结点性质、约束情况不符。 ③作用在结点上的各杆端弯矩及结点集中力偶不满足平衡条件。
内力图形状特征
Q图 M图
1.无何载区段 2.均布荷载区段 3.集中力作用处
平行轴线
↓↓↓↓↓↓
＋ －
发生突变
＋P －
斜直线
2m
8kN
B24kN.m
6kN
4m
6kN
0
－6kN
∑X = 8－8 = 0
8kN
∑Y = －6－（－6） = 0
16kN.m 6kN
∑M = 24－8 － 16 = 0
作内力图
8kN
QDA=8kN NDA=0 MDA=8kN.m（左拉）
结构力学I-第三章 静定结构的受力分析(梁、刚架)
14:32
LOGO
梁的内力计算的回顾
FQ FN M0 Fx O FQ+ ΔFQ FN+ ΔFN M+ ΔM δ(x) x
直杆增量关系
增量关系
FN Fx FQ Fy M M 0
*另一种表述
M
Fy
y
dFN qx dx dFQ qy dx dM FQ dx
MA
FB=12 kN
ME m, 20KN
q
M D 18KN m,
M E 26KN m, 区段叠加法，
L M并可求出： 。 B 16KN m
MF
M F 18KN m,
F sE 3. 作弯矩图以及剪力图
L MG 6KN m,
Page 21
R MG 4KN m,
绘制： 1 由内力方程式画出图形; 2 利用微分关系画出图形。
直杆微分关系
dFN qx dx dFQ q y dx dM FQ m dx
FQ FN
qy FQ+ dFQ
m qx O FN+ dFN M+ dM x
M
y
dx
集中力怎么办？
Page 14
计算思路：从刚片出发、从结点出发；
平面几何不变体系的组成规律 三角形规律：二元体（两杆一铰）、两刚片、三刚片； 灵活运用 撤去二元体，几何不变—>大刚片，虚铰选择，三刚片选择
Page 1
LOGO
第二章 结构的几何构造分析
回顾
灵活应用：虚铰、刚片的选择、无穷远处虚铰特性；
无多不变
3 能否运用三刚片规则？
第十三章静定结构内力分析(一
（３）作多跨静定梁内力图 按从左至右分别依次连续作出各单跨梁的弯矩 图和剪力图，即得到原多跨静定梁的内力图。
如图13-3d、e所示。
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
15
例题 13-1
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
16
图13-4
2020/1/31
图13-5
一、多跨静定梁的内力分析
1．多跨静定梁的组成
▪ 将若干根短梁彼此用铰相联接，并用若干支座 再与基础联接而组成的无多余约束的几何不变 体系，称为多跨静定梁。
图13-1a所示为一静定公路桥梁结构图，图131b是其计算简图，由图13-1c可清楚地看到梁 各部分之间的依存关系和力的传递层次。因此， 称图13-1c为多跨静定梁的层叠图或层次图。
（V）和轴力N。根据平衡条件列出K截面的各内力
方程：
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
23
以上内力方程与相应的水平梁（图13-8f、g、h、i）
相比较，得
上式中 、为相应水平梁的弯矩和剪力。
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
24
（3）绘制内力图
绘制内力图时，一般以梁轴线为基准线， 且内力图的竖标与梁的轴线垂直
为附属部分 图13-2除左边开始第一、三、五跨为基
本部分外，其余二跨的BC、DE均为附属 部分。其层叠图如图13-2C所示。
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
11
多跨静定梁力的传递关系
基本部分上的荷载作用，不传递给附属部 分 。即附属部分不产生内力和外力；
而附属部分的荷载作用，则一定传递给基本 部分。即基本部分一定要产生内力和外力。
如图13-3d、e所示。
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
15
例题 13-1
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
16
图13-4
2020/1/31
图13-5
一、多跨静定梁的内力分析
1．多跨静定梁的组成
▪ 将若干根短梁彼此用铰相联接，并用若干支座 再与基础联接而组成的无多余约束的几何不变 体系，称为多跨静定梁。
图13-1a所示为一静定公路桥梁结构图，图131b是其计算简图，由图13-1c可清楚地看到梁 各部分之间的依存关系和力的传递层次。因此， 称图13-1c为多跨静定梁的层叠图或层次图。
（V）和轴力N。根据平衡条件列出K截面的各内力
方程：
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
23
以上内力方程与相应的水平梁（图13-8f、g、h、i）
相比较，得
上式中 、为相应水平梁的弯矩和剪力。
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
24
（3）绘制内力图
绘制内力图时，一般以梁轴线为基准线， 且内力图的竖标与梁的轴线垂直
为附属部分 图13-2除左边开始第一、三、五跨为基
本部分外，其余二跨的BC、DE均为附属 部分。其层叠图如图13-2C所示。
2020/1/31
第13章 第1节 多跨静定梁及斜梁
11
多跨静定梁力的传递关系
基本部分上的荷载作用，不传递给附属部 分 。即附属部分不产生内力和外力；
而附属部分的荷载作用，则一定传递给基本 部分。即基本部分一定要产生内力和外力。
建筑力学静定刚架
详细描述
力的平衡原理是指刚架在力的作用下，各部分所受的力矩和力系平衡，即没有 外力矩作用时，刚架不会发生转动或移动。这个原理是静定刚架受力分析的基 础，通过力的平衡原理可以推导出刚架的内力和变形。
力的分布与传递
总结词
力的分布与传递是静定刚架受力分析的重要内容，它涉及到力的分布规律和传递 路径。
详细描述
选择截面
根据刚架的承载能力和稳 定性要求，选择合适的截 面尺寸和形状，如矩形、 工字形等。
确定高度
根据刚架的跨度和承载能 力要求，确定合适的高度， 以保证刚架的稳定性和承 载能力。
刚架的材料选择
钢材
钢材具有较高的强度和刚度，适 用于承受较大载荷的刚架。
铝合金
铝合金具有轻便、耐腐蚀等优点， 适用于需要减轻结构重量的刚架。
在静定刚架中，力的分布与传递是相互关联的。力的分布规律是指力在刚架各部 分之间的分配情况，而力的传递路径则是指力从一端传递到另一端的路径。通过 分析力的分布与传递，可以确定刚架各部分的受力状态和内力分布。
刚架的弯矩与剪力
总结词
弯矩与剪力是静定刚架受力分析的关键因素，它们决定了刚架的变形和应力分布。
截面ห้องสมุดไป่ตู้寸等。
04
静定刚架的施工与安装
施工前的准备
场地勘察
对施工现场进行实地勘察，了解地形、地质、水 文等条件，以便制定合理的施工方案。
设计审查
仔细审查静定刚架的设计图纸，确保设计符合规 范要求，并明确各部位的结构特点和施工要求。
材料采购
根据设计要求和施工需要，采购合格的钢材、连 接件等材料，并确保材料质量符合标准。
稳定性好
由于静定刚架的各部分之间都是刚性连接，没有相对位移，因此 其稳定性较好，能够承受较大的外力作用。
力的平衡原理是指刚架在力的作用下，各部分所受的力矩和力系平衡，即没有 外力矩作用时，刚架不会发生转动或移动。这个原理是静定刚架受力分析的基 础，通过力的平衡原理可以推导出刚架的内力和变形。
力的分布与传递
总结词
力的分布与传递是静定刚架受力分析的重要内容，它涉及到力的分布规律和传递 路径。
详细描述
选择截面
根据刚架的承载能力和稳 定性要求，选择合适的截 面尺寸和形状，如矩形、 工字形等。
确定高度
根据刚架的跨度和承载能 力要求，确定合适的高度， 以保证刚架的稳定性和承 载能力。
刚架的材料选择
钢材
钢材具有较高的强度和刚度，适 用于承受较大载荷的刚架。
铝合金
铝合金具有轻便、耐腐蚀等优点， 适用于需要减轻结构重量的刚架。
在静定刚架中，力的分布与传递是相互关联的。力的分布规律是指力在刚架各部 分之间的分配情况，而力的传递路径则是指力从一端传递到另一端的路径。通过 分析力的分布与传递，可以确定刚架各部分的受力状态和内力分布。
刚架的弯矩与剪力
总结词
弯矩与剪力是静定刚架受力分析的关键因素，它们决定了刚架的变形和应力分布。
截面ห้องสมุดไป่ตู้寸等。
04
静定刚架的施工与安装
施工前的准备
场地勘察
对施工现场进行实地勘察，了解地形、地质、水 文等条件，以便制定合理的施工方案。
设计审查
仔细审查静定刚架的设计图纸，确保设计符合规 范要求，并明确各部位的结构特点和施工要求。
材料采购
根据设计要求和施工需要，采购合格的钢材、连 接件等材料，并确保材料质量符合标准。
稳定性好
由于静定刚架的各部分之间都是刚性连接，没有相对位移，因此 其稳定性较好，能够承受较大的外力作用。
第3章 多跨静定梁和静定平面刚架
A
q
YB
MB
MA
O
YA
+
M
YB
M M
M
MA
MB
M M M
（二） 多跨静定梁的组成形式及分层关系图 单跨静定梁组成的多跨静定梁形式：
（三） 多跨静定梁的受力分析及内力图的绘制
多跨静定梁的受力分析要利用分层关系图。 从力的传递来看：荷载作用在基本部分时，附 属部分不受影响；荷载作用在附属部分时，则基本部 分产生内力。 多跨静定梁的计算是先计算附属部分，后计算 基本部分。将附属部分的支座反力反向，就得附属部 分作用于基本部分的载荷。 先利用分层关系拆成单跨梁，从附属程度最高 跨开始，向下逐跨计算。
dM Q dx d 2M q 2 dx
（2）增量关系
Q P
M m
（3）积分关系 由d Q = – q· dx
MA
q(x)
MB
QB QA q( x) dx
xA
xB
由d M = Q· dx
QA QB
M B M A Q( x) dx
xA
xB
弯矩和剪力的图形特征： 1. 在无荷载的梁段上，剪力为常量，Q图是一水平直线，M 图为一倾斜直线。 2. 在均布荷载的梁段上，Q图是一倾斜直线，弯矩图为二次 抛物线形，曲线的凸向与荷载指向相同。 3. 在集中荷载作用处，Q图有突变呈阶形变化，突变数值等 于集中力的大小，而M图有一转折点，其尖顶的突出方向 与荷载的指向相同。 4. 在集中力偶作用处，Q图无变化，而M图有阶形突变，突 变数值等于集中力偶的大小，集中力偶两侧M图的切线相 互平行。
Q 图没有变化。
Q 图为斜直线，荷载向
结构力学 第三章 静定梁和静定平面钢架
２、截面法 若要求某一横截面上的内力，假想用一平面沿杆轴垂直方向将该 截面截开，使结构成两部分；在截开后暴露的截面上用力（内力）代 替原相互的约束。
对于截开后结构的两部分上，截面上的内力已成为外力，因此，
由任一部分的静力平衡条件，均可列出含有截面内力的静力平衡方程。 解该方程即将内力求出。
３、截面内力 截开一根梁式杆件的截面上有三个内力（分量），即：轴力ＦN 、 剪力ＦQ和弯矩Μ 。
dFN/dx=-qx
dFQ/dx=-qy dM/dx=Q
d2M/dx2=-qy
增量关系： DFN=-FPx
DFQ=-FPy
DM=m
１）微分关系及几何意义： dFN/dx=-qx dFQ/dx=-qy dM/dx=Q d2M/dx2=-qy （１）在无荷载区段，ＦQ图为水平直线；
当ＦQ≠０时，Μ图为斜直线;
右右为正。
ＦQ＝截面一侧所有外力在杆轴垂直方向上投影的代数和。左上为正， 右下为正。
Μ ＝截面一侧所有外力对截面形心力矩代数和。弯矩的竖标画在杆
件受拉一侧。
例3-1-1 求图（a）所示简支梁在图示荷载下截面的内力。
解：1）支座反力 ∑ΜA=0 FBy×4﹣10×4×2﹣100× (4/5)×2=0 Fby=60kN (↑) ∑ΜB=0 FAy=60kN (↑) ∑Fx= 0 FAx+100×(3/5)=0 FAx=－60kN (← ) 由 ∑Ｆy= 0 校核，满 足。
(下侧受拉)
区段叠加法求Ｅ、Ｄ截面弯矩； ΜE＝20×42/8＋120/2＝100kNm ΜＤ＝40×4/4＋120/2＝100kNm
(下侧受拉) (下侧受拉)
内力应考虑
说明：集中力或集中力偶作用点，注意对有突变的 分两侧截面分别计算。
结构力学 第3章静 定梁、平面刚架受力分析
工程中，斜梁和 斜杆是常遇到的，如楼梯梁、刚架中的斜梁等。斜梁 受均布荷载时有两种表示方法： （1）按水平方向分布的形式给出（人群、雪荷载等），用 q 表示。 （2）按沿轴线方向分布方式给出（自重、恒载），用 q’ 表示。
q 与 q’间的转换关系：
qdx qds q q
cos
第3章
[例题] 试绘制图示斜梁内力图。
q
B
C
A
α
D VB
HA
l/3 l/3
l/3
VA
（1）求支座反力：
解：
X 0 MB 0 MA 0
HA 0
VA
ql 6
()
VB
ql 6
()
校核：
Y
qj 6
qj 6
ql 3
0
第3章
（2）AC段受力图：
（3）AD段受力图：
HAcosα HAsinα
HA VAsinα
VA VAcosα
MC
C
NC
α QC
HAcosα
dx
d2M dx2
q(x)
（1）在无荷区段q(x)＝０，剪力图为水平直线，弯矩图为斜直线。
（2）在q(x)＝常量段，剪力图为斜直线，弯矩图为二次抛物线。其凹下去的曲 线象锅底一样兜住q(x)的箭头。
（3）集中力作用点两侧，剪力值有突变、弯矩图形成尖点；集中力偶作用点两 侧，弯矩值突变、剪力值无变化。
解：
10KN/m A HA=0
4m VA=26.25kN
30KN.m
20KN
C
D
B
E
2m
2m
32.5 2.5
3m VB=33.75KN 60
（1）计算支座反力
q 与 q’间的转换关系：
qdx qds q q
cos
第3章
[例题] 试绘制图示斜梁内力图。
q
B
C
A
α
D VB
HA
l/3 l/3
l/3
VA
（1）求支座反力：
解：
X 0 MB 0 MA 0
HA 0
VA
ql 6
()
VB
ql 6
()
校核：
Y
qj 6
qj 6
ql 3
0
第3章
（2）AC段受力图：
（3）AD段受力图：
HAcosα HAsinα
HA VAsinα
VA VAcosα
MC
C
NC
α QC
HAcosα
dx
d2M dx2
q(x)
（1）在无荷区段q(x)＝０，剪力图为水平直线，弯矩图为斜直线。
（2）在q(x)＝常量段，剪力图为斜直线，弯矩图为二次抛物线。其凹下去的曲 线象锅底一样兜住q(x)的箭头。
（3）集中力作用点两侧，剪力值有突变、弯矩图形成尖点；集中力偶作用点两 侧，弯矩值突变、剪力值无变化。
解：
10KN/m A HA=0
4m VA=26.25kN
30KN.m
20KN
C
D
B
E
2m
2m
32.5 2.5
3m VB=33.75KN 60
（1）计算支座反力
静定结构的内力分析
静定结构的内力分析-建筑结构
一级注册建筑师
静定结构按其受力特性，可以分为静定梁、静定刚架、三铰拱、静定桁架和静定组合结构。
一、静定梁
1 ．截面内力分量及正负号规定
平面杆件的任一截面上一般有三个内力分量：轴力N ，剪力Q 和弯矩M 。
内力的正负号一般规定为：
（1 ）轴力以受拉为正；
（2 ）剪力以绕隔离体顺时针方向为正；
（ 3 ）弯矩一般不规定正负号（对水平梁通常以使梁的下侧受拉为正）。
内力图一般以杆轴为基线绘制。
弯矩图规定画在杆件的受拉侧，无需标明正负号；剪力图和轴力图则可画在杆件的任一侧（对水平杆件通常将正的剪力和轴力绘于杆件上侧），但需标明正负号。
2 ．截面法
截面法是结构内力分析的基本方法。
截面法计算结构内力的基本步骤为：
（1）将结构沿拟求内力的截面切开。
（2）取截面任一侧的部分为隔离体，作出隔离体的受力图；受力图中的力包括两部分：外荷载和截断约束处的约束力（截面内力或支座反力），未知截面内力一般假设为正号方向。
（3）利用静力平衡条件计算所求内力。
对于平面结构，一般情况下隔离体上的各力组成一平面任意力系，故有三个独立的平衡方程（投影方程或力矩方程）：
或
特殊情况下，例如截取的是一个铰节点，则各丸组成一平面汇交力系，故有两个独立的投影平衡方程：
本篇文章来源于《中国注册建筑师考试网》。
结构力学——第3、4章 静定梁和静定刚架
YA
C
XC
YC
B
YB
XB
例2: 求图示刚架的支座反力和约束力
C
l 2 l 2
解:1)取整体为隔离体
P
F
x
0, X B P()
A
MA
l 2 l 2
B
YB
XB
YA
2)取右部分为隔离体 l M C 0, X B l YB 2 0, YB 2P() Fy 0, YC YB 0, YC YB 2P()
l
XB
B
YB
C
E
XB
P B
N D
YB
C
E
N EF
XA
A
l l
D
l
F
3)取BCE为隔离体
YA
解:1)取BCE为隔离体 Fx 0, X B 0
M
C
0, P l YB l N EF l 0,
0, N CD 6 P()
F 0, X 0 F 0, Y Y
1 ql 2
ql 2
2ql 2
q
A B QAB QBA M A 0 QBA 11ql / 4
F
Y
0 Q AB 5ql / 4
例: 作内力图
ql
q
ql
l l ql
2l q
4l
2l
l
l ql
1 ql 2
内力计算的关键在于: 1 ql ql 2 正确区分基本部分和附 ql ql 属部分. 熟练掌握单跨梁的计算./ 2 ql ql
q
l
ql 2
1 2 ql 16
ql 2
静定梁和刚架内力分析
(0＜x＜l ) (0≤x＜l)
M
(-)
(c)
x
2.作剪力图和弯矩图：
由剪力方程可知，当 0 <x <l，时（即 AB 段上），剪力为 常数，因此剪力图为一条水平的直线；由弯矩方程可知，AB 梁段上沿着轴线方向弯矩呈线性变化，因此，弯矩图为一条斜 直线，只需求出两个端截面上
F A FQ x m m l
在列平衡方程求解内力时，需事先确定截面内力的方向， 而此时截面内力为未知力，因此，一般假定截面内力沿其正向 作用，则计算得到的正负号就是该截面内力的正负号。 另外，在利用截面法求解前，通常先确定支座反力，因支 座反力并无正负规定，在求支反力前可任意假设正方向。
若结果为正，则表示支反力实际方向与假设方向相同；
上所有外力对该截面形心的力矩的代数和。
其中外力对横截面形心之矩正负号选取规律为： （1）力——不论横截面左侧还是右侧，只要向上就取正，
反之取负；
（2）力偶——横截面左侧顺时针或右侧逆时针取正，反之 取负。 利用上述结论，可以不画分离体的受力图、不列平衡方 程，直接得出横截面的剪力和弯矩。这种方法称为直接法。 直接法将在以后求指定截面内力中被广泛使用。
2
求梁指定截面上的内力的方法： 剪力：梁任一横截面上的剪力在数值上等于该截面一侧梁段 上所有外力在平行于截面方向投影的代数和。 其中外力正负号选取规律为： 横截面左侧梁段上向上的外力取正，横截面右侧梁段上
向下的外力取正；反之取负。
简记为左上右下取正，反之取负。
弯矩：梁任一横截面上的弯矩在数值上等于该截面一侧梁段
若外力或外力偶矩使所考虑的梁段产生向下凸的变形(即 上部受压，下部受拉)时，等式右方取正号，反之，取负号。 此规律可简化记为“下凸弯矩正”或“左顺，右逆弯矩 正” ，相反为负。
静定梁、静定平面刚架和三铰拱的计算
举例： 3、举例：
解: 研究整体： 研究整体 ：
ql (↑) 2
∑M ∑M
B
=0
VA =
研究 AC 段：
C
=0
ql 2 HA = (→) 8f
任一截面的弯矩（参阅左下隔离体图） 任一截面的弯矩 （参阅左下隔离体图）:
M ( x) = ql ql 2 qx 2 ⋅x− ⋅y− 2 8f 2
令上式等于零，可得合理拱轴 ： 令上式等于零， 可得合理拱轴：
例题2 例题2： 图示三跨静定梁，全长承受均布荷载q 试确定铰E 图示三跨静定梁，全长承受均布荷载q，试确定铰E、F的位置，使中 的位置， 间一跨支座的负弯矩与跨中正弯矩数据数值相等。 间一跨支座的负弯矩与跨中正弯矩数据数值相等。
解：
1 研究 AE 杆： V E = q (l − x ) 2 1 1 研究 EF 杆： M B = M C = q (l − x ) x + qx 2 2 2 ∵MB + MC = ql 2 (叠加弯矩值） 8
解: (一)求支座反力 一 求支座反力 研究整体： 研究整体：
∑X =0 ∑M = 0 ∑M = 0
A B
HA = HB VB = 80kn(↑) V A = 80kn(↑)
取半刚架研究： 取半刚架研究：
∑M
C
=0
H B = 20kn(←) H A = 20kn(→)
校核: 校核 ∑ Y = 80 + 80 − 20 × 8 = 0 (二)绘内力图 二 绘内力图 (三)内力图校核 略) 内力图校核(略 三 内力图校核
拟简支梁法” 3、用“拟简支梁法”绘弯矩图
结论： 结论： 弯矩图时， 用叠加法绘 弯矩图时，先绘出控制截面 的弯矩竖标，其间若无外荷载作用， 的弯矩竖标，其间若无外荷载作用，可用直线 相连；若有外荷载作用，则以上述直线为基线， 相连；若有外荷载作用，则以上述直线为基线， 再叠加上荷载在相应简支梁上的弯矩图。 再叠加上荷载在相应简支梁上的弯矩图。
第三章 静定结构的受力分析
斜直线
FS=0处
有突变
突变值为P
如变号
无变化
M图
斜直线
抛物线
有尖角
↓
↑
有极值
尖角指向同P
有极值
有突变
M=0
利用上述关系可迅速正确地绘制梁的内力图（简易法）8
Structural mechanics
静定结构的受力分析
简易法绘制内力图的一般步骤：
（1）求支反力。
2）分段：凡外力不连续处均应作为分段点，如集中力
15
Structural mechanics
基本部分：
静定结构的受力分析
不依赖其它部分的存在而能独立地维持其几何不变性的部 分。 如：AB、CD部分。
（a）
基本部分
（b） A
B
层叠图：
基本部分
C
附属部分：
必须依靠基本部分 才能维持其几何不变 D 性的部分。如BC部分 。
为了表示梁各部分之间的支撑关系，把基本部分画在下层， 而把附属部分画在上层， （b）图所示，称为层叠图。
3
Structural mechanics
静定结构的受力分析
§3—1 梁的内力计算的回顾
单跨静定梁应用很广，是组成各种结构的基构件之一，其受 力分析是各种结构受力分析的基础。这里做简略的回顾和必
要的补充。
1. 单跨静定梁的反力
常见的单跨静定梁有：
简支梁
外伸梁
悬臂梁
↷
→↑
↙ ↑
→↙ ↑↑
→↑ ↙
反力只有三个，由静力学平衡方程求出。 4
16
Structural mechanics
（2）受力分析方面:
静定结构的受力分析
结构力学I-第三章 静定结构的受力分析(桁架、组合结构)
FNEC FNED 33.54 kN
Y 0 FNEC sin FNED sin FNEA sin 10 kN 0
联立解出
FNEC FNED 10 5 33.5 思考：能否更快呢？ FNEC 22.36 kN， FNED 11.18 kN
00:44
静定平面桁架
• 桁架的内力计算
由力矩平衡方程 ∑ ME = 0，可求CD杆内力。
FA×d - FNCD×h = 0
FNCD = FAd / h = M0E / h
F1 F2 F3 F4 F5
M0E FA
6d
M FB
若M0E > 0，则FNCD >0 (下弦杆受拉 )
M0E是什么？
00:44
I
II
静定平面桁架
I
II
• 桁架的内力计算
简支梁
悬臂梁
伸臂梁
刚架：受弯构件，由若干直杆联结而成的结构，其中全部或部份 结点为刚结点；
A
D
B
C
简支刚架
悬臂刚架
三铰刚架
00:44
回顾
• 结构内力图
M–AB (表0) 示结构上各截面内力值的图形：弯矩图、M剪BA (0)
力图、A端轴力图；
A
B
FNA横B 坐标 -- 截面位置；
内力图 - 弯矩
A
FA
FB
– 截面法
• 例1：试求图示桁架中杆EF、ED，CD，DG的内力。
解: ⑶ 求上弦杆EF内力，力矩法；
取 ED 和 CD 杆 的 交 点 D 为 矩 心 ， 先 求 EF 杆 的 水 平 分 力
FxEF，由力矩平衡方程∑MD = 0，
FA×2d - F1×d + FxEF×H = 0
Y 0 FNEC sin FNED sin FNEA sin 10 kN 0
联立解出
FNEC FNED 10 5 33.5 思考：能否更快呢？ FNEC 22.36 kN， FNED 11.18 kN
00:44
静定平面桁架
• 桁架的内力计算
由力矩平衡方程 ∑ ME = 0，可求CD杆内力。
FA×d - FNCD×h = 0
FNCD = FAd / h = M0E / h
F1 F2 F3 F4 F5
M0E FA
6d
M FB
若M0E > 0，则FNCD >0 (下弦杆受拉 )
M0E是什么？
00:44
I
II
静定平面桁架
I
II
• 桁架的内力计算
简支梁
悬臂梁
伸臂梁
刚架：受弯构件，由若干直杆联结而成的结构，其中全部或部份 结点为刚结点；
A
D
B
C
简支刚架
悬臂刚架
三铰刚架
00:44
回顾
• 结构内力图
M–AB (表0) 示结构上各截面内力值的图形：弯矩图、M剪BA (0)
力图、A端轴力图；
A
B
FNA横B 坐标 -- 截面位置；
内力图 - 弯矩
A
FA
FB
– 截面法
• 例1：试求图示桁架中杆EF、ED，CD，DG的内力。
解: ⑶ 求上弦杆EF内力，力矩法；
取 ED 和 CD 杆 的 交 点 D 为 矩 心 ， 先 求 EF 杆 的 水 平 分 力
FxEF，由力矩平衡方程∑MD = 0，
FA×2d - F1×d + FxEF×H = 0
静定结构的受力分析
出其弯矩值如下：
M A 0KN m
M B 17KN m
M C 26KN m
M E 30KN m
M
L F
23KN
m
M
R F
7KN
m
M G 0KN m
依次在M图上定出各控制点旳弯矩值，在AB、 BC、EF和FG各段以等直线连接。CE段有均 布荷载，须叠加上以CE为跨度旳简支梁在均 布荷载作用下旳弯矩图。经过计算D点旳弯矩 为36KN.m
❖ 选用隔离体
FNDB
A 5kN
FQDB MDB D2
D1
FQDA
5kN
MDA
B
FNDA
4kN
A FQDC 5kN
D3 FNDC MDC
5kN B
4kN
❖ 分别对隔离体应用平衡条件，可得内力如下：
FNDA FQDA
0 5kN
M DA 5kN m
左侧受拉
FNDB 4kN FQDB 5kN M DB 15kN m
B
43FP
A FP
4
FP.a
4
FP
4
FPa
弯矩图
F
E
剪力图
FE
-
FP
DC
Fpa
FP
2
2
+
C
D
Fpa
4
A B
BA
-
FP
4
内力计算旳关键在于: 正确区别基本部分和附
属部分. 熟练掌握单跨梁旳计算.
例：试求铰D旳位置，使正负弯矩峰值相等。
q
A
D
B
l-x
x
l
C l
❖ 先求得支座反力为 q(l x)
M A 0KN m
M B 17KN m
M C 26KN m
M E 30KN m
M
L F
23KN
m
M
R F
7KN
m
M G 0KN m
依次在M图上定出各控制点旳弯矩值，在AB、 BC、EF和FG各段以等直线连接。CE段有均 布荷载，须叠加上以CE为跨度旳简支梁在均 布荷载作用下旳弯矩图。经过计算D点旳弯矩 为36KN.m
❖ 选用隔离体
FNDB
A 5kN
FQDB MDB D2
D1
FQDA
5kN
MDA
B
FNDA
4kN
A FQDC 5kN
D3 FNDC MDC
5kN B
4kN
❖ 分别对隔离体应用平衡条件，可得内力如下：
FNDA FQDA
0 5kN
M DA 5kN m
左侧受拉
FNDB 4kN FQDB 5kN M DB 15kN m
B
43FP
A FP
4
FP.a
4
FP
4
FPa
弯矩图
F
E
剪力图
FE
-
FP
DC
Fpa
FP
2
2
+
C
D
Fpa
4
A B
BA
-
FP
4
内力计算旳关键在于: 正确区别基本部分和附
属部分. 熟练掌握单跨梁旳计算.
例：试求铰D旳位置，使正负弯矩峰值相等。
q
A
D
B
l-x
x
l
C l
❖ 先求得支座反力为 q(l x)
结构力学-静定梁与静定刚架
A BC
D
130 210
E
F
140
340
280 M图（kN·m）
130 D
120
40
A B C 30
E
F
FS 图（kN）
190
26
小结： 1）弯矩叠加是指竖标以基线或杆轴为准叠加，而非 图形的简单拼合； 2）应熟悉简支梁在常见荷载下的弯矩图； 3）先画M 图后画FS图，注意荷载与内力之间的微分 关系。
B (qlcosθ)/2
B (qlcosθ)/2
32
3) 作内力图。
(qlcosθ)/2 (qlsinθ)/2
ql2/8 M图 FQ 图
FN 图
(qlcosθ)/2 (qlsinθ)/2
33
例3-1-3 作图示斜梁的内力图。
x FxA A θ
FyA
q
l /cosθ
C qlcosθ
l
ql θ qlsinθ
1.荷载与内力之间的微分关系
qy
M FN
FS
o qx dx
M+dM x
FN+dFN
FS dFS
y
Fy 0, F SdS F qyd xF S0ddFxS q y .
MO 0, M M dM F Sd 2 xF SdF Sd 2 x0,
dM dxFS,
3）定点：求控制截面在全部荷载作用下的 M 值， 将各控制面的 M 值按比例画在图上，在各控制截 面间连以直线——基线。
4）连线叠加：对于各控制截面之间的直杆段，在 基线上叠加该杆段作为简支梁时由杆间荷载产生的 M图。
18
例3-1-1 作图示静定单跨梁的M图和FS图。
8kN
静定平面钢架受力分析
静定平面钢架受力分析XXX摘要：刚架的特点:杆件少，内部空间大，便于利用。
刚结点处各杆不能发生相对转动，因而各杆件的夹角始终保持不变。
刚结点处可以承受和传递弯矩，因而在刚架中弯矩是主要内力。
刚架中的各杆通常情况下为直杆，制作加工较方便。
根据结构组成特点，静定平面刚架可分为：悬臂刚架：常用于火车站站台雨棚等。
简支刚架：常用于起重机的刚支架及渡槽横向计算所取的简图等三铰刚架：常用于小型厂房、仓库、食堂等结构。
刚架结构在土木工程中应用较广。
但静定的刚架在工程中应用不多，多为超静定刚架，如房屋建筑结构中的框架结构。
解算超静定刚架的内力是建立在静定刚架内力计算基础之上的。
所以，必须熟练掌握静定刚架的内力计算方法。
关键词：平面刚架；超静定刚架；内力Statically determinate planar steel stress analysisShaoxiangyangAbstract：The characteristics of the frame: bar, less internal space is big, easy to use. Just the rod cannot occur relatively rotation at junctions, and Angle of the bar is always remains the same. Just at junctions can absorb and transmit bending moment and bending moment are the main internal force in rigid frame. Frame of the rod as the straight rod, normally make processing more convenient. According to the structure characteristics of statically determinate planar frame can be divided into: cantilever frame: often used in the railway platform canopy, etc. Simply supported frame: commonly used in cranes just stents and diagram of aqueduct transverse calculations take three hinged frame: often used in small workshop, warehouse, canteen and structure. Frame structure is widely used in civil engineering. But statically determinate frame in engineering application is not much, more than for statically indeterminate frame, such as building the structure of the frame structure. Solving statically indeterminate frame internal force is based on the determinate frame internal force calculation. So, must be skilled in statically determinate frame internal force calculation methodKey words:plane rigid frame; Statically indeterminate frame; The internal force引言刚架是由若干根直杆（梁和柱）用刚结点（部分可为铰结点）所组成的结构。
静定梁和刚架内力分析
平面桁架分类： 1. 平行弦桁架 2. 三角形桁架
3. 抛物线桁架
4. 梯形桁架
按几何组成分类 简单桁架 （simple truss）
联合桁架 （combined truss）
复杂桁架 （complicated truss）
按受力特点分类：
1. 梁式桁架
2. 拱式桁架
结点法（nodal analysis method）
FQ图（kN）
9
9
例：作图示多跨静定梁的内力图，并求出各支座反力。
1m
4m
4m
4m
1m
2.静定平面刚架(frame)
悬臂刚架
静 定 刚 架
A
D C
简支刚架
B
三铰刚架
D
E
刚架--具有刚结点的由 直杆组成的结构。
组合式刚架
静定刚架的内力图绘制方法： 一般先求反力，然后求杆段控制 截面弯矩，用叠加法逐个杆段 绘制。
40 D 30
80
FNDE FNED
E
30
FNDC
FNEB
FQ
FN 30 kN
40 kN
80 kN
例3、试作图示刚架的弯矩图 附属 部分
基本 部分
弯矩图如何?
对梁和刚架等受弯结构作内力图的顺序：
1.一般先求反力（不一定是全部反力）。 2.利用截面法求控制截面弯矩。以便将结构用 控制截面拆成为杆段（单元）。 3.在结构图上利用叠加法作每一杆件（单元） 的弯矩图，从而得到结构的弯矩图。
-8 kN
YDE CD 0.75 X DE CE 0.5
0
-33 34.8 19 -8
-33
-33 -8
-33 34.8 19
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基本部分画在下层，附属部分画在上层，这种图形称为层叠图。
E
A
A A C E
C
C E
（a）
（b）
（c）
二、分析多跨静定梁的一般步骤
对如图所示的多跨静定梁，应先从附属部分CE开始分析：将支座C 的支反 力求出后，进行附属部分的内力分析、画内力图，然后将支座 C 的反力反向 加在基本部分AC 的C 端作为荷载，再进行基本部分的内力分析和画内力图， 将两部分的弯矩图和剪力图分别相连即得整个梁的弯矩图和剪力图 。
（ a） A B （ b） A B （ c） C D C D
1、基本部分：不依靠其它部分而能保持其几何不变性。 2、附属部分：必须依靠基本部分，才能保持其几何不 变性。 3、计算方法：先计算附属部分，再计算基本部分。将 附属部分的支座反力，反向施加于基本部分进行计算。
§3.2
多跨静定梁的受力分析
一、多跨静定梁的几何组成特性
一、截面上内力符号的规定：
N N
要注明正负号；
剪力—截面上应力沿杆轴法线方向的
Q Q
合力, 使杆微段有顺时针方向转动趋势的
为正，画剪力图要注明正负号；
弯矩—截面上应力对截面形心的力矩
M M
之和, 不规定正负号。弯矩图画在杆件受
拉一侧，不注符号。
内力的计算方法
梁的内力的计算方法主要采用截面法。截面法可 用“截开、代替、平衡”六个字来描述： 1. 截开----在所求内力的截面处截开，任取一部分 作为隔离体； 隔离体与其周围的约束要全部截 断。 2. 代替----用截面内力代替该截面的应力之和；用 相应的约束力代替截断约束。 3. 平衡----利用隔离体的平衡条件，确定该截面的 内力。
2kN/m
3m
3m
3m
3m
（1）集中荷载作用下
（1）悬臂段分布荷载作用下
4kN· m 2kN· m
6kN· m
（2）集中力偶作用下
4kN· m 2kN· m
（2）跨中集中力偶作用下
4kN· m
4kN· m
（3）叠加得弯矩图
4kN· m
（3）叠加得弯矩图
6kN· m 4kN· m
4kN· m
2kN· m
α
ql2/3
ql2sinα/3 C HAsinα
ql2cosα/3 NC D QC MC
HAcosα HA VAsinα
α
VAcosα
VA
第 3章
（4）绘制斜梁内力图如下：
速绘弯矩图
Pa
P
P
P
Pa a
Pa a
a
2m/3 m a m/3 a
m/3 m 2m/3 a
第 3章
3.2、多跨静定梁的受力分析
四个平衡方程就可以求出这四个支座反力（常规方法）
C q (a) A l /2
(1)
C q (b) B l /2 XA A l /2 YA
(2)
f
f
l /2 B YB XB
MA 0
f YB l q f 0 2 qf 2 YB 2l
内力的计算方法
利用截面法可得出以下结论： 1. 轴力等于截面一边的所有外力沿杆轴切线方 向的投影代数和； 2. 剪力等于截面一边所有外力沿杆轴法线方向 的投影代数和； 3. 弯矩等于截面一边所有外力对截面形心力矩 的代数和。 以上结论是解决静定结构内力的关键和规律， 应熟练掌握和应用。
3.1.3、荷载、内力之间的关系（平衡条件的几种表达方式）
矩值的直线；
当控制截面间存在荷载时，弯矩图应在控制截面弯
矩值作出的直线上再叠加该段简支梁作用荷载时产生的
弯矩值。
第3章
斜梁的内力计算
计算斜梁或斜杆的方法仍然是截面法。与水平杆相比，不同点在于斜 梁或斜杆的轴线是倾斜的。 计算其轴力和剪力时，应将各力分别向截面的法向、切向投影。
工程中，斜梁和 斜杆是常遇到的，如楼梯梁、刚架中的斜梁等。斜梁受 均布荷载时有两种表示方法：
5、在自由端、铰支座、铰结点处，无集中力偶作用，截面弯矩等于零， 有集中力偶作用，截面弯矩等于集中力偶的值。
分段叠加法作弯矩图的方法：
（1）选定外力的不连续点（集中力作用点、集中力偶 作用点、分布荷载的起止点、支座反力的作用点）为 控制截面，首先计算控制截面的弯矩值； （2）分段求作弯矩图。
当控制截面间无荷载时，弯矩图为连接控制截面弯
xA
xB
由d M = Q· dx
QA QB
M B M A Q( x) dx
xA
xB
第 3章
2、弯矩、剪力、荷载集度之间的微分关系
P
x dx
q(x) Q N M
p(x)
q(x)
px
Q+dQ N+dN M+dM
dQ q(x ) dx dM Q dx d2 M q(x ) 2 d x
三、简支刚架支座反力的计算
例1 计算下图所示刚架的支座反力。
以整个刚架为隔离体，解除掉整个刚架与周围联系的约束，根
据结构整体平衡，建立平面一般力系的平衡方程
8kN
y
16kN
o
x
VA=-8kN
VD=16kN HA=-20kN
三、主从刚架支座反力的计算
例2 计算下图所示刚架的支座反力。
对于主从刚架，计算时应先计 算附属部分的反力，即先根据
P
m
q
l /2
l /2
l /2
l /2
ql 2
l
P 2
P 2 m 2
m l
ql 2
Pl 4
m 2
ql 2 8
1、集中荷载作用点
2、集中力矩作用点
M图有一突变，力矩 为顺时针向下突变；
M图有一夹角，荷载向
下夹角亦向下； Q 图有一突变，荷载 向下突变亦向下。
3、均布荷载作用段 M图为抛物线，荷载向 下曲线亦向下凸；
A
E
P
B
2Pa
3P
D
P
B C F D
a
a
a
C
A
E
2a
a
a
a
0
Pa
a
a
P
2Pa 4Pa 3Pa
3P
A
E B
Pa
C
F
D
a
Pa
a
P
M图
a
a
a
Pa
M图
P
P
1.5Pa Pa M图
P
+
Q图
Q图
+
2P
Q图
静定多跨梁快速绘制弯矩图的方法
可以利用弯矩图与荷载、支承及连结之间的对应关系，不求或 只求部分约束力。
dx
（1）在无荷区段q(x)＝０，剪力图为水平直线，弯矩图为 斜直线。 （2）在q(x)＝常量段，剪力图为斜直线，弯矩图为二次抛物 线。抛物线凸出的方向与q(x)的指向相同，Q=0处，M有极值 （3）集中力作用点两侧，剪力值有突变、弯矩图形成尖点； 集中力偶作用点两侧，弯矩值突变、剪力值无变化。
几种典型弯矩图和剪力图
∑Fy=0:
方法二：采用以整体结构作为研究对象，求 VA, VD, HA
利用结构整体平
衡，建立平衡
方程
HA VA VD VG=4.5kN
§3.3.2
静定刚架支座反力的计算
刚架分析的步骤一般是先求出支座反力，再求出各杆控制
截面的内力，然后再绘制各杆的弯矩图和刚架的内力图。
在支座反力的计算过程中，应尽可能建立独立方程。
内力图形状特征
1.无荷载区段 2.均布荷载区段 3.集中力作用处
4.集中力偶作用处
Q图
平行轴线
↓↓↓↓↓↓
发生突变
＋
－
＋
P －
无变化
M图
斜直线
二次抛物线
凸向即q指向
出现尖点
尖点指向即P的指向
发生突变
m
两直线平行
注备
Q=0区段M图 平行于轴线
Q=0处，M 达到极值
集中力作用截 面剪力无定义
集中力偶作用点 弯矩无定义
局部的平衡建立平面一般
力系的平衡方程
y
o
x
解： 本题中ABCD部分为基
本部分，EFG部分为附属部 分。 先取EFG部分为隔离体作 为研究对象，列平面一般力 学的平衡方程： 若附属部分有荷载， ∑Fx=0: -NEF-2×3=0 基本部分没有荷载呢？
NEF=-6kN ∑ME（F)=0: VG×2-2×3×1.5=0 VG=4.5kN(↑) ∑Fy=0: QEF+VG=0 QEF=-4.5kN o
Q 图没有变化。
Q 图为斜直线，荷载向
下直线由左向右下斜
§3.1.4 分段叠加法作弯矩图
1.叠加原理：几个力对杆件的作用效果，等于每一个力单
独作用效果的总和。
=
+
=
+
2.分段叠加原理：上述叠加法同样可用于绘制结构中任意直杆 段的弯矩图。
第 3章
3、用“分段叠加法”绘弯矩图
MA
NA QA A l (a) q MA VA=QA A B MB VB=-QB MA
第三章
静定梁、静定平面 刚架受力分析
主讲人：高淑玲
主要任务 ：要求灵活运用隔离体的平衡条件，熟练掌握静定
梁内力图的作法。
分析方法：按构造特点将结构拆成杆单元，把结构的受力分析 问题转化为杆件的受力分析问题。 §3-1 单跨静定梁的内力分析
轴力—截面上应力沿杆轴切线方向的 合力，使杆产生伸长变形为正，画轴力图
E
A
A A C E
C
C E
（a）
（b）
（c）
二、分析多跨静定梁的一般步骤
对如图所示的多跨静定梁，应先从附属部分CE开始分析：将支座C 的支反 力求出后，进行附属部分的内力分析、画内力图，然后将支座 C 的反力反向 加在基本部分AC 的C 端作为荷载，再进行基本部分的内力分析和画内力图， 将两部分的弯矩图和剪力图分别相连即得整个梁的弯矩图和剪力图 。
（ a） A B （ b） A B （ c） C D C D
1、基本部分：不依靠其它部分而能保持其几何不变性。 2、附属部分：必须依靠基本部分，才能保持其几何不 变性。 3、计算方法：先计算附属部分，再计算基本部分。将 附属部分的支座反力，反向施加于基本部分进行计算。
§3.2
多跨静定梁的受力分析
一、多跨静定梁的几何组成特性
一、截面上内力符号的规定：
N N
要注明正负号；
剪力—截面上应力沿杆轴法线方向的
Q Q
合力, 使杆微段有顺时针方向转动趋势的
为正，画剪力图要注明正负号；
弯矩—截面上应力对截面形心的力矩
M M
之和, 不规定正负号。弯矩图画在杆件受
拉一侧，不注符号。
内力的计算方法
梁的内力的计算方法主要采用截面法。截面法可 用“截开、代替、平衡”六个字来描述： 1. 截开----在所求内力的截面处截开，任取一部分 作为隔离体； 隔离体与其周围的约束要全部截 断。 2. 代替----用截面内力代替该截面的应力之和；用 相应的约束力代替截断约束。 3. 平衡----利用隔离体的平衡条件，确定该截面的 内力。
2kN/m
3m
3m
3m
3m
（1）集中荷载作用下
（1）悬臂段分布荷载作用下
4kN· m 2kN· m
6kN· m
（2）集中力偶作用下
4kN· m 2kN· m
（2）跨中集中力偶作用下
4kN· m
4kN· m
（3）叠加得弯矩图
4kN· m
（3）叠加得弯矩图
6kN· m 4kN· m
4kN· m
2kN· m
α
ql2/3
ql2sinα/3 C HAsinα
ql2cosα/3 NC D QC MC
HAcosα HA VAsinα
α
VAcosα
VA
第 3章
（4）绘制斜梁内力图如下：
速绘弯矩图
Pa
P
P
P
Pa a
Pa a
a
2m/3 m a m/3 a
m/3 m 2m/3 a
第 3章
3.2、多跨静定梁的受力分析
四个平衡方程就可以求出这四个支座反力（常规方法）
C q (a) A l /2
(1)
C q (b) B l /2 XA A l /2 YA
(2)
f
f
l /2 B YB XB
MA 0
f YB l q f 0 2 qf 2 YB 2l
内力的计算方法
利用截面法可得出以下结论： 1. 轴力等于截面一边的所有外力沿杆轴切线方 向的投影代数和； 2. 剪力等于截面一边所有外力沿杆轴法线方向 的投影代数和； 3. 弯矩等于截面一边所有外力对截面形心力矩 的代数和。 以上结论是解决静定结构内力的关键和规律， 应熟练掌握和应用。
3.1.3、荷载、内力之间的关系（平衡条件的几种表达方式）
矩值的直线；
当控制截面间存在荷载时，弯矩图应在控制截面弯
矩值作出的直线上再叠加该段简支梁作用荷载时产生的
弯矩值。
第3章
斜梁的内力计算
计算斜梁或斜杆的方法仍然是截面法。与水平杆相比，不同点在于斜 梁或斜杆的轴线是倾斜的。 计算其轴力和剪力时，应将各力分别向截面的法向、切向投影。
工程中，斜梁和 斜杆是常遇到的，如楼梯梁、刚架中的斜梁等。斜梁受 均布荷载时有两种表示方法：
5、在自由端、铰支座、铰结点处，无集中力偶作用，截面弯矩等于零， 有集中力偶作用，截面弯矩等于集中力偶的值。
分段叠加法作弯矩图的方法：
（1）选定外力的不连续点（集中力作用点、集中力偶 作用点、分布荷载的起止点、支座反力的作用点）为 控制截面，首先计算控制截面的弯矩值； （2）分段求作弯矩图。
当控制截面间无荷载时，弯矩图为连接控制截面弯
xA
xB
由d M = Q· dx
QA QB
M B M A Q( x) dx
xA
xB
第 3章
2、弯矩、剪力、荷载集度之间的微分关系
P
x dx
q(x) Q N M
p(x)
q(x)
px
Q+dQ N+dN M+dM
dQ q(x ) dx dM Q dx d2 M q(x ) 2 d x
三、简支刚架支座反力的计算
例1 计算下图所示刚架的支座反力。
以整个刚架为隔离体，解除掉整个刚架与周围联系的约束，根
据结构整体平衡，建立平面一般力系的平衡方程
8kN
y
16kN
o
x
VA=-8kN
VD=16kN HA=-20kN
三、主从刚架支座反力的计算
例2 计算下图所示刚架的支座反力。
对于主从刚架，计算时应先计 算附属部分的反力，即先根据
P
m
q
l /2
l /2
l /2
l /2
ql 2
l
P 2
P 2 m 2
m l
ql 2
Pl 4
m 2
ql 2 8
1、集中荷载作用点
2、集中力矩作用点
M图有一突变，力矩 为顺时针向下突变；
M图有一夹角，荷载向
下夹角亦向下； Q 图有一突变，荷载 向下突变亦向下。
3、均布荷载作用段 M图为抛物线，荷载向 下曲线亦向下凸；
A
E
P
B
2Pa
3P
D
P
B C F D
a
a
a
C
A
E
2a
a
a
a
0
Pa
a
a
P
2Pa 4Pa 3Pa
3P
A
E B
Pa
C
F
D
a
Pa
a
P
M图
a
a
a
Pa
M图
P
P
1.5Pa Pa M图
P
+
Q图
Q图
+
2P
Q图
静定多跨梁快速绘制弯矩图的方法
可以利用弯矩图与荷载、支承及连结之间的对应关系，不求或 只求部分约束力。
dx
（1）在无荷区段q(x)＝０，剪力图为水平直线，弯矩图为 斜直线。 （2）在q(x)＝常量段，剪力图为斜直线，弯矩图为二次抛物 线。抛物线凸出的方向与q(x)的指向相同，Q=0处，M有极值 （3）集中力作用点两侧，剪力值有突变、弯矩图形成尖点； 集中力偶作用点两侧，弯矩值突变、剪力值无变化。
几种典型弯矩图和剪力图
∑Fy=0:
方法二：采用以整体结构作为研究对象，求 VA, VD, HA
利用结构整体平
衡，建立平衡
方程
HA VA VD VG=4.5kN
§3.3.2
静定刚架支座反力的计算
刚架分析的步骤一般是先求出支座反力，再求出各杆控制
截面的内力，然后再绘制各杆的弯矩图和刚架的内力图。
在支座反力的计算过程中，应尽可能建立独立方程。
内力图形状特征
1.无荷载区段 2.均布荷载区段 3.集中力作用处
4.集中力偶作用处
Q图
平行轴线
↓↓↓↓↓↓
发生突变
＋
－
＋
P －
无变化
M图
斜直线
二次抛物线
凸向即q指向
出现尖点
尖点指向即P的指向
发生突变
m
两直线平行
注备
Q=0区段M图 平行于轴线
Q=0处，M 达到极值
集中力作用截 面剪力无定义
集中力偶作用点 弯矩无定义
局部的平衡建立平面一般
力系的平衡方程
y
o
x
解： 本题中ABCD部分为基
本部分，EFG部分为附属部 分。 先取EFG部分为隔离体作 为研究对象，列平面一般力 学的平衡方程： 若附属部分有荷载， ∑Fx=0: -NEF-2×3=0 基本部分没有荷载呢？
NEF=-6kN ∑ME（F)=0: VG×2-2×3×1.5=0 VG=4.5kN(↑) ∑Fy=0: QEF+VG=0 QEF=-4.5kN o
Q 图没有变化。
Q 图为斜直线，荷载向
下直线由左向右下斜
§3.1.4 分段叠加法作弯矩图
1.叠加原理：几个力对杆件的作用效果，等于每一个力单
独作用效果的总和。
=
+
=
+
2.分段叠加原理：上述叠加法同样可用于绘制结构中任意直杆 段的弯矩图。
第 3章
3、用“分段叠加法”绘弯矩图
MA
NA QA A l (a) q MA VA=QA A B MB VB=-QB MA
第三章
静定梁、静定平面 刚架受力分析
主讲人：高淑玲
主要任务 ：要求灵活运用隔离体的平衡条件，熟练掌握静定
梁内力图的作法。
分析方法：按构造特点将结构拆成杆单元，把结构的受力分析 问题转化为杆件的受力分析问题。 §3-1 单跨静定梁的内力分析
轴力—截面上应力沿杆轴切线方向的 合力，使杆产生伸长变形为正，画轴力图